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臺積電暫緩引入High-NA EUV,先進制程競爭不只是設備選擇

作者:陳玲麗 時間:2026-04-28 來源:電子產品世界 收藏

在其2026年北美技術研討會上公布了截至2029年的通用制造技術路線圖,仍在繼續推進。值得注意的是,并沒有急著把 (高數值孔徑極紫外光)光刻技術放進2029年前的量產節點。作為對比,則更早導入設備。兩家公司真正的差異,不只是設備選擇,而是量產節奏、成本和良率風險的取舍。

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近年來,AI和HPC(高性能計算)已反超手機業務,在其路線圖中也體現了出來 —— 臺積電將按終端市場需求進行“分軌”規劃,而非“一刀切”。具體來說:A16和A12等面向AI/HPC的節點,提供顯著性能提升以支撐技術遷移,成本相對不那么敏感,但更新節奏為兩年一次;N2、N2P、N2U、A14、A13等制程主要面向智能手機和客戶端設備,這些市場更看重成本、能效和IP復用,對設計兼容性要求高,能保持每年一個新節點的節奏。

· A16被列為2027年節點(相較此前2026年略有延后),基于第一代GAA納米片晶體管,引入SPR背面供電,專為高性能數據中心應用打造;而A16將由A12接棒,預計2029年推出。

· A14制程,基于第二代GAA納米片晶體管,并通過NanoFlex Pro技術提供更高設計靈活性,預計將于2028年用于高端智能手機和客戶端芯片;A13則是以最小擾動換取額外效率提升,在保持完整設計規則和電氣兼容性的同時,相對A14實現約6%的面積縮減;

· 同時,臺積電通過N2U持續擴展2nm平臺,預計于2028年開始生產。N2U利用N2技術平臺的制程成熟度與高良率表現,能夠用較低遷移成本覆蓋AI/HPC和移動應用。

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臺積電為何現在深挖現有潛力

針對展示的最新技術,臺積電計劃在現有Low-NA 體系下繼續通過工藝優化推進節點,而非轉向新一代 EUV設備。臺積電全球業務資深副總經理暨副共同營運長張曉強表示,“只有當High-NA EUV能帶來切實、可量化的技術增益時,我們才會引入。現階段依托現有EUV設備,A14及后續制程依舊能實現大幅性能升級。研發團隊正持續挖掘現有EUV設備潛力,依靠工藝優化延續摩爾定律微縮優勢。”

當前全球AI算力需求爆發,各大廠商加速新建晶圓廠擴產,而High-NA EUV的引入也是一筆高額資本開支:市場報道顯示,Low-NA EUV Twinscan NXE:3800E每臺成本約為2.35億美元,High-NA EUV Twinscan EXE:5200B預計每臺成本為3.8億美元。

臺積電目前公開路線圖顯示,2029年前規劃節點仍不會依賴High-NA EUV。選擇繼續復用現有EUV光刻機,完成A12、A13等新一代優化制程的研發與量產落地。這與的路線形成鮮明對比。需要注意的是,High-NA EUV設備不是未來左右輸贏的唯一關鍵,工藝整合和先進封裝同樣關鍵。例如,去年臺積電就成功地透過調整光阻材料、光罩制程等方式,在提升的臨界尺寸與圖形精度的同時,還降低了缺陷密度。

更早進入High-NA EUV調試階段

早在2023年底,ASML就向英特爾交貨了首套High-NA EUV光刻機,型號為TWINSCAN EXE:5000。英特爾將其作為試驗機,并于2024年初在美國俄勒岡州的Fab D1X晶圓廠完成安裝。之后,該晶圓廠成為英特爾半導體技術研發基地,進一步研發基于High-NA EUV光刻技術的尖端制程。

High-NA EUV光刻機與標準EUV光刻機差異不小,提升使用經驗需要大量時間修正基礎設施。更早安裝設備意味著英特爾可以更早進入設備調試、工藝整合和量測驗證階段,但High-NA的先發投入能否轉化為商業回報,還取決于設備利用率、良率爬坡和外部客戶導入。

光刻設備中的NA代表數值孔徑,表示光學系統收集和聚光的能力。High-NA EUV把NA從0.33提高到0.55,更強的聚光能力意味著能夠處理更加精細的幾何尺寸,同時這也是繼續推進半導體制程進化的路線之一。

ASML稱其High-NA EUV系統在單次曝光中實現了8nm分辨率,與當前Low-NA EUV工具的13.5nm分辨率相比有所提升。盡管Low-NA EUV系統也可以使用雙圖案化(雙重曝光)達到8nm分辨率,但這種方法會增加工藝復雜度并影響良率。因此,英特爾搶先導入High-NA,被視為其推進14A和代工業務的重要技術押注。

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英特爾首席財務官David Zinsner在花旗2025年全球TMT大會上表示,下一代Intel 14A制程技術將使用ASML最新的第二代High-NA EUV光刻機TWINSCAN EXE:5200B。根據英特爾此前披露的數據顯示,Intel 14A相比Intel 18A將帶來15-20%的每瓦特性能提升,密度提升30%,功耗降低25-35%。

如果14A能夠按計劃推進,并獲得外部客戶導入,英特爾可能借High-NA經驗爭取AI/HPC客戶。必須指出的是,目前一切都還處于測試芯片和評估階段,還沒有完全確定采用14A芯片的外部客戶。潛在客戶/代工客戶的決策窗口將在2026年下半年開啟,并延續至2027年初。

雖有部分分析機構質疑,臺積電暫緩High-NA EUV在量產節點引入,可能會讓臺積電在未來的競爭中處于劣勢。但考慮到High-NA EUV設備成本高昂,在現有EUV設備尚有最佳化空間的情況下,臺積電選擇審慎評估投資時機,這更像是一種在技術收益、設備成本和量產風險之間的節奏選擇。

先進制程最終要回到良率和客戶導入

與臺積電的競爭在7nm后拉開了差距,由于在晶體管密度這一關鍵指標上,的表現始終未能超過臺積電。盡管兩者的市場份額已經存在顯著差距,但并未因此放棄超越臺積電的目標,反而加速晶圓代工技術的發展。

制程上三星率先采用GAA架構,也是唯一在制程中采用GAA架構的,想要以技術代差壓制臺積電的FinFET路線,但量產表現和客戶導入并沒有幫助它實現對臺積電的反超。

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新晶體管結構的引入,會同時帶來設備適配、工藝整合、設計規則和良率爬坡問題,不止首發那么簡單。三星技術負責人曾坦言:“我們誤判了GAA工藝的產業化難度,設備適配和工藝整合復雜度遠超預期。”

三星 GAA的案例說明,先進結構只有和量產良率、客戶導入、成本控制同時跑通,才能轉化為競爭力。臺積電在3nm繼續沿用FinFET架構,但依靠更成熟的工藝整合和客戶生態保持了量產節奏。

先進制程競爭不是誰先換設備誰就贏。High-NA EUV會成為重要工具,但設備、光刻膠、光罩、設計規則、良率、先進封裝、客戶導入和產能節奏必須一起成立,技術領先才會變成量產領先。


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